Materi Training Engine CAT C27

Materi Training Engine CAT C27

Berikut ini saya share materi training Engine Caterpillar C27. Materi yang saya share disini berupa E-book dalam aplikasi Android. Bukan E-book pdf seperti biasanya. Jadi tidak dibuka pakai pdf reader, tetapi materi ini langsung install di HP Android dan langsung jalan.

Berikut beberapa screenshoot dari aplikasi tersebut:

Aplikasi setelah terinstall akan tampil icon seperti gambar di atas (CAT C27).

Setelah tombol start di tekan, akan tampil halaman awal dari materi Engine CAT C27 tersebut.

Contoh halaman berikutnya/ halamn 2.

Ada mode "search" yang dapat digunakan untuk mencari topik bahasan yang diinginkan dengan cepat dan memberikan pilihan yang lengkap.

Demikian materi training engine CAT C27 yang saya share, semoga bermanfaat. Apabila ada pertanyaan silahkan sampaikan pada kolom komentar.

Terima kasih.

Download aplikasinya: disini.

Read More

Apa itu Bearing Crush Height

Ketika bearing journal dipasang pada tiap-tiap bagian bore cylinder block atau connecting rod maupun pada bearing cap nya, ujung dari bearing journal yang terpasang tersebut apabila satu sisinya dibuat rata maka pada sisi lainnya akan lebih tinggi. Dan ketika bearing cap nya dipasang sehingga kedua ujung bearing journalnya menjadi satu membentuk lingkaran, apabila diukur maka diameter bearing journal akan lebih besar diameter bore.

Perbedaan ukuran antara kedua diameter tersebut adalah bearing crush. Crush tersebut akan hilang ketika bolt pada main cap atau connecting rod cap dikencangkan.

Diameter journal bearing yang lebih besar dari diameter bore tersebut akan mengurangi perubahan elastis pada bearing journal, sehingga akan memberi tegangan press fit dan memastikan bearing duduk pada tempatnya dengan kuat.

Crush height pada bearing journal memiliki efek yang penting pada interferen saat memasang bearing pada bore nya. Interferen ini membuat bearing kontak dengan kuat didalam bore untuk mencegah bearing berputar, atau mencegah fretting antara diameter luar bearing dengan diameter dalam bore.

Untuk mengetahui besarnya bearing crush height dapat dilakukan pengukuran dengan cara sebagi berikut:

Sedangkan standar dimensi bearing crush height tergangtung dengan besar kecilnya diameter dari bearing journal, sebagai contoh untuk bearing journal dengan diameter 1,5 sampai 2,5 inch:
Untuk passanger car = 0,001 - 0,002 inch.
Untuk High performance car = 0,002 - 0,004 inch.

Read More

Hubungan antara Work, Torque dan Power

Catatan piper comex kali ini membahas mengenai hubungan antara Work, Torque dan Power atau hubungan antara Kerja (usaha), Torsi dan Tenaga.
Hubungan tersebut dapat digambarkan dengan beberapa persamaan rumus sebagai berikut:

(1) - - - - Work = Force * Distance ----> W = F * D

Dari rumus tersebut dapat didefinisikan, bahwa kerja atau usaha (W) adalah gaya (F) yang digunakan untuk memindahkan suatu benda dalam jarak (D) tertentu.

(2) - - - - Torque = Force * Length - - - > T = F * L --- > F = T : L

Dari rumus tersebut dapat didefinisikan, bahwa torsi (T) adalah perkalian antara gaya (F) dengan panjang lengan (L) terhadap sumbunya, atau dapat juga didefinisikan bahwa, gaya (F) adalah perbandingan antara torsi (T) terhadap panjang lengan nya (L).

(3) - - - - Power = Work / Time - - - > P = W / t - - - > P = F * D / t

Dari rumus tersebut dapat didefinisikan, bahwa tenaga (P) adalah suatu nilai kerja (W) dalam kurun waktu (t) tertentu, atau dapat juga didefinisikan bahwa, tenaga (P) adalah hasil dari gaya (F) yang diperlukan untuk memindahkan suatu benda dalam jarak (D) tertentu per satuan waktu (t).

Pada komponen engine, tenaga dinyatakan dengan satuan tenaga kuda (horsepower). Dan tenaga pada engine ditandai dengan adanya torque dan kecepatan, sehingga:

(4) - - - - P (horsepower) = Torque * kecepatan - - - > P = T * S

Kecepatan (S) dalam hal ini adalah kecepatan putar. Jika kecepatan pada umumnya adalah suatu jarak yang ditempuh dalam suatu satuan waktu, yang dinyatakan dalam km/jam atau m/detik, maka satuan kecepatan putar adalah putaran per menit (put/mnt), atau revolution per menit (rpm). Rpm tersebut harus dirubah menjadi satuan yang menyatakan jarak/waktu, untuk itu digunakan satuan yang dinamakan "radian".

Satu radian adalah suatu jarak yang ditempuh oleh sebuah titik dari suatu benda yang berputar sehingga jarak tersebut sama dengan jarak dari titik tersebut ke pusat putaran.
Dalam satu putaran dapat ditempuh dengan 2 pi radian, maka rumus diatas dapat diubah menjadi:

(5) - - - P = T * 2 pi * N - - -> dengan satuan kgm/menit.

Karena kecepatan yang diperoleh pada engine dalam satuan rpm maka harus diubah menjadi satuan putaran per detik sehingga rumus tersebut menjadi:

(6) - - - P = T * 2 pi * N / 60 - - -> satuannya sudah kgm/detik.

Satuan tenaga engine yang umum digunakan adalah HP (horsepower) atau PS (pferde starke), dimana 1 HP = 76,04 kgm/detik dan 1 PS = 75 kgm/detik, maka rumus diatas dapat diubah menjadi:

(7) - - - P = T * 2 pi * N / 60 * 76,04 - - -> satuannya menjadi HP

(8) - - - P = T * 2 pi * N / 60 * 75 - - -> satuannya menjadi PS

Contoh perhitungan dapat dilihat pada engine performance curve dibawah:

Pada kurva diatas diketahui, rated power pada rated speed 1850 rpm adalah sekitar 180 PS.
Ditanyakan berapakah nilai torque nya ?

Jawab:
Diketahui, rated power /P = 180 PS dan rated speed /N = 1850 rpm, maka:

P = T * 2 pi * N / 60 * 75
180 = T * 2 pi * N / 60 * 75
180 = T * 6,28 * 1850 / 4500
180 = T * 11.618 / 4500
180 = T * 2,58
T = 180 / 2,58
T = 69,77 kgm

Demikian hubungan antara work, torque dan power berikut contoh perhitungan nya. Semoga bermanfaat. Apabila masih ada yang kurang jelas silahkan tuangkan pertanyaan pada kolom komentar.

Salam.

Read More

Engine Performance Curve

Apa itu Engine Performance Curve?

Engine performance curve adalah grafik yang menunjukkan kurva daya guna engine.

Kurva apa saja yang terdapat pada engine performance curve?

Engine Performance curve terdiri dari beberapa parameter, yaitu: Torsi engine (brake torque),  Horsepower engine (brake horse power), Fuel Consumption Ratio (rasio konsumsi bahan bakar), dan Engine Speed (kecepatan putar engine (rpm)).

Bagaimana cara membaca engine performance curva?

• Pembacaan kurva daya guna engine

Gambar kurva di dibawah ini adalah salah satu contoh dari kurva daya guna engine(engine performance curve) yang dihasilkan dari pengetesan dengan menggunakan dynamometer pada pembebanan 100%. Kurva daya guna engine ini biasanya ditampilkan pada buku manual tiap-tiap tipe engine sebagai informasi bagi penggunanya. 

Berikut penjelasan cara pembacaan kurva daya guna engine tersebut.

Pada kurva tersebut terdapat beberapa sumbu, yaitu:

• Sumbu horisontal: menunjukkan kecepatan putar engine (rpm).
• Sumbu vertikal (kiri): menunjukkan brake horsepower (PS).
• Sumbu vertikal (kanan atas): menunjukkan brake torque (kg.m).
• Sumbu vertikal (kanan bawah): menunjukkan rasio konsumsi bahan bakar (g/PS.hr)

Misalnya kita akan mencari berapa besarnya brake torque pada kecepatan putar engine 1800 rpm. Untuk mendapatkannya, dimulai dengan melihat skala pada sumbu horisontal, kemudian cari skala 1800 rpm. Setelah itu tarik garis ke atas hingga menyentuh kurva brake torque. Pada titik persinggungan tarik garis mendatar ke kiri sampai menyentuh garis sumbu vertikal dan akhirnya diketahui besarnya brake torque pada kecepatan putar 1800 rpm adalah 71 kg.m.

Dengan cara yang sama, Anda dapat mengetahui pula besarnya rasio konsumsi bahan bakar dan horsepower engine tersebut yaitu sebesar 187 g/PS-hr dan 179 PS.

Mari kita lihat lebih dalam lagi mengenali kurva daya guna engine di atas. Berikut ini akan dijelaskan masing-masing kurva yang ditampilkan pada kurva daya guna engine.

• Kurva torsi engine (brake torque curve)

Pada saat awal, torsi engine akan meningkat seiring dengan meningkatnya kecepatan putaran engine sampai mencapai titik maksimum (80 kg.m) pada 1.100 rpm. Jadi ketika kecepatan putar engine mencapai 1.100 rpm, maka dicapailah torsi engine maksimum 80 kg.m. sehingga pada spesifikasi engine akan tertulis: Maksimum torsi engine adalah 80 kg.m (pada 1.100 rpm).

Kurva torsi engine akan mengalami penurunan tajam pada saat kecepatan putar engine mencapai 1.600 rpm. Hal ini disebabkan oleh sudah berfungsinya governor yang secara otomatis mengurangi jumlah bahan bakar yang diijeksikan ke ruang bakar untuk meningkatkan putaran engine.

Pada gambar kurva diatas menunjukkan bahwa, Anda tidak perlu selalu menggunakan nilai torsi yang terdapat pada kurva torsi. Jika Anda ingin mengendarai kendaraan dengan torsi sebesar 60 kg.m pada kecepatan putar engine sebesar 1.500 rpm, maka yang perlu dilakukan adalah Anda cukup mengurangi jumlah suplai bahan bakar yang diinjeksikan ke dalam ruang bakar engine dan menurunkan kurva torsi-nya. Pengurangan bahan bakar tersebut dilakukan dengan cara mengatur posisi decelerator pedal atau fuel control lever.

• Kurva brake horsepower

Jika dilihat pada kurva daya guna engine di atas, maka akan terlihat bahwa brake horsepower engine akan meningkat secara drastis seiring dengan meningkatnya kecepatan putar engine. Pada saat kecepatan putar engine mencapai 1.600 rpm governor berfungsi dan peningkatan brake horsepower-nya akan mengalami perlambatan, tidak sedrastis sebelumnya. Pada saat kecepatan putar engine mencapai 1.850 rpm, akan dicapai brake horsepower maksimum pada engine, yaitu sebesar 180 PS, dan kemudian akan mengalami penuruanan tajam. Brake horsepower maksimum tersebut dinamakan rated horsepower dan kecepatannya disebut dengan rated speed. Sehingga pada spesifikasi engine akan tertulis:
Rated horsepower : 180 PS
Rated speed: 1.850 rpm

• Fuel consumption ratio

Pada kurva ini terdapat penurunan yang paling rendah pada angka 185 g/PS-h, kemudian mengalami kenaikan. Pada saat governor mulai berfungsi pada kecepatan putar engine tinggi, kurva konsumsi bahan bakar akan mengalami penurunan lagi dan kemudian akan naik tajam sampai akhir.

Rasio konsumsi bahan bakar yang dicantumkan pada spesifikasi engine merupakan konsumsi bahan bakar terendah engine tersebut, yaitu sebesar 185 g/PS-h.

Pada kurva di atas dikatakan bahwa ratio konsumsi bahan bakar untuk engine tersebut adalah 185 gram per PS per jam-nya, namun pada kenyataannya jika kita membicarakan konsumsi bahan bakar lebih mengacu pada satuan liter dari pada gram. Masalah ini dapat di atasi dengan perhitungan berikut ini asal berat jenis dan rasio konsumsi bahan bakar dalam satuan g/PS-hr sudah diketahui dengan pasti.

Formula di atas diaplikasikan pada alat yang bekerja dengan beban 100% (teoritis), pada kenyataannya alat akan digunakan dibawah beban 100% karena adanya load faktor (faktor beban), Load faktor sangat dipengaruhi oleh beberapa kondisi, diantaranya:

1. Medan operasi dari alat. Alat yang beroperasi dilokasi mendatar akan lebih irit dibandingkan dengan alat yang beroperasi dilokasi yang naik-turun.
2. Beban muatan dari alat. Alat yang diberi muatan beban lebih banyak (lebih berat) akan lebih boros fuel dibandingkan dengan alat yang diberi muatan sedikit (lebih ringan).
3. Perilaku operator/ driver.
4. Kondisi dari engine itu sendiri.
5. Dll.

Untuk menentukan load factor tersebut , sebagai pedoman kasar dapat menggunakan acuan berikut:

Beban ringan : B x 0,35
Beban seclang : B x 0,60
Beban berat : B x 0,80

Demikian penjelasan mengenai engine performance curve. Pada kesempatan berikutnya piper comex akan membahas contoh perhitungan "Fuel consumption ratio".
Terima kasih.

Read More

Istilah-Istilah Horse Power

Berikut ini penjelasan mengenai beberapa istilah-istilah yang digunakan dalam spesifikasi engine yang piper comex catat dari beberapa sumber.

• Indicated horsepower (tenaga kuda indikator)

Indicated horsepower merupakan suatu tenaga yang diterima oleh piston, dimana tenaga tersebut berasal dari tekanan gas pembakaran bahan bakar didalam ruang bakar engine. Dalam hal ini tekanan pembakaran diruang bakar diukurnuntuk dijadikan sebagai indikator. Indicated horsepower didapat dari diagram indicator seperti gambar dibawah.

Diagram indikator sering juga disebut dengan diagram P-V. pada diagram tersebut daerah yang diarsir (A) merupakan daerah kerja efektif dari sebuah engine dan daerah yang diarsir (B) merupakan daerah kerja yang hilang. Pada diagram tersebut kerja yang dihasilkan merupakan hasil dari tekanan gas pembakaran dalam 1 (satu) kali siklus (langkah hisap, langkah kompresi, langkah ekspansi, dan langkah buang).

• Loss horsepower (tenaga kuda yang hilang)

Sebagian dari horsepower yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar didalam ruang bakar digunakan untuk mengatasi gesekan-gesekan yang terjadi pada saat engine tersebut bekerja. Horsepower tersebut dinamakan loss horsepower atau friction horsepower.
Selain itu sebagian horsepower yang dihasilkan juga digunakan untuk menggerakkan komponen-komponen tambahan pada engine (seperti: pompa injeksi bahan bakar, pompa air pada sistem pendinginan, pompa oli pada sistem pelumasan, generator pada sistem elektrik) yang digunakan untuk mengoperasikan engine. Horsepower ini dinamakan dengan auxiliary parts drive horsepower.

• Shaft horsepower (Brake horsepower)

Shaft horsepower atau brake horsepower adalah Horsepower pada engine yang didapat dengan mengurangkan horsepower yang hilang (loss horsepower) dari indicated horsepower (tenaga kuda indikator) yang dibangkitkan pada bagian atas dari piston dapat digunakan secara efektif. Horsepower tersebut dinamakan dengan brake horsepower (tenaga kuda rem) atau shaft horsepower (tenaga kuda poros). Shaft horsepower (brake horsepower) = indicated horsepower - loss horsepower.

• Corrected shaft horsepower

Horsepower dari sebuah engine sangat tergantung dari kondisi udara yang dihisap selama beroperasi. Jika sebuah engine dioperasikan pada daerah yang memilki tekanan atmosfir tinggi, temperatur udara sekitar yang rendah, dan kondisi kelembaban udaranya rendah, maka tenaga yang dihasilkan oleh engine tersebut akan cukup besar sebab kandungan oksigen yang dihisap lebih banyak.
Dari keterangan di atas dapat disimpulkan bahwa ketika kondisi cuaca berubah secara terus menerus maka kondisi horsepower-pun juga akan ikut berubah secara terus menerus mengikuti perubahan kondisi cuaca.
Dengan alasan di atas, maka shaft horsepower harus diukur dengan menggunakan metode dan kondisi cuaca yang spesifik (tekanan atmosfir, temperatur, kelembaban). Hasil pengukuran tersebut yang dinamakan dengan corrected shaft horsepower dan hal ini digunakan untuk mengindikasikan suatu daya guna engine (engine performance). Hal yang sama juga berlaku untuk pengukuran torsi engine (brake torque) ketika dibutuhkan untuk mengindikasikan daya guna engine.
Pada ]IS (Japanese Industrial Standards), tekanan atmosfir sebesar 760 mmHG, temperatur udara sebesar 20°C, dan kelembaban 65% digunakan sebagai kondisi standar untuk melakukan pengukuran corrected shaft horsepower.

Demikian semoga bermanfaat, apabila ada yang kurang jelas silahkan tuangkan pertanyaan pada kolom komentar.

Read More

Valve Jumping dan Valve Bouncing

Catatan piper comex kali ini akan membahas technical terminology mechanic mengenai valve jumping dan valve bouncing. Ada dua fenomena yang bisa terjadi pada mekanisme valve didalam cylinder head engine. Yaitu valve jumping dan valve bouncing. Apa perbedaan dari kedua fenomena tersebut dan kenapa hal itu bisa terjadi ?

"Valve jumping" (valve meloncat/ melompat) adalah fenomena dimana valve meninggalkan cam/ rocker arm nya, sedangkan "valve bouncing" (valve memantul) adalah fenomena dimana valve meninggalkan dudukannya (seat valve).

Vale jumping terjadi pada saat cam / rocker arm menekan valve dengan kecepatan tinggi sehingga valve "meloncat" meninggalkan cam atau rocker arm nya akibat gaya inertia sehingga valve seolah olah mengambang mendahului pergerakan cam atau rocker arm.

Valve bouncing terjadi saat valve menutup dengan cepat saat kembali duduk pada seat nya terjadi "tumbukan", apabila gaya tumbukan nya besar dapat menyebabkan "pantulan" terhadap seat nya. Tumbukan antara valve dan seat nya menimbulkan "noise", terutama dalam keadaan dimana terjadi pantulan yang besar.

Fenomena tersebut diatas tidak hanya disebabkab oleh frekuensi pribadi dari sistem valve tersebut saja, tetapi fenomena tersebut dipengaruhi juga oleh:

• Kecepatan putar dari cam shaft (rpm engine)
• Gaya pantulan dari valve (tension spring)
• Frekuensi dari spring valve (resonansi getaran)
• Bentuk dan tinggi angkat dari kontur cam lobe.

Kecepatan putaran engine yang berlebihan (over running) dapat memperparah efek dari fenomena tersebut. Kemudian kekuatan gaya regang dari spring yang rendah juga bisa membuat efek fenomena tersebut menjadi lebih besar (kelainan suara / noise), apabila kekuatan spring dibuat terlalu besar memang dapat membuat efek fenomena tersebut berkurang, tetapi dampaknya adalah keausan antara cam/ rocker arm terhadap valve akan semakin besar juga karena gaya geseknya yang semakin keras.

Sehingga dalam penentuan bentuk kontur cam, dan kekuatan spring sangat mempengaruhi efek dari fenomena valve jumping dan valve bouncing tersebut selain itu harus dijaga juga agar rpm engine tidak berlebihan (over running).

Demikian catatan piper comex mengenai valve jumping dan valve bouncing, semoga mekanik tidak bingung lagi membedakan mana yang valve jumping dan mana yang valve bouncing. Kalau masih bingung silahkan tuangkan pertanyaan pada kolom komentar.
Terima kasih sudah mau berkunjung.

Read More

Faktor Koreksi Tenaga Engine

Tenaga engine yang terbaca pada hasil pengujian di Dynamometer harus dikoreksi untuk mendapatkan hasil yang sesuai dengan standar nilai yang sesuai dengan kondisi dimana engine tersebut dibuat (pabrik).

Kenapa harus dikoreksi ? Karena kondisi lingkungan ditempat engine tersebut dibuat (pabrik) berbeda dengan kondisi lingkungan dimana engine dioperasikan.

Kondisi lingkungan yang mempengaruhi tenaga engine tersebut adalah:

• Tekanan atmosfir
  
• Temperature udara
  
• Kelembaban relatif

Semakin rendah tekanan atmosfir maka akan semakin tipis kandungan oksigen nya. Semakin tinggi temperatur udara maka akan semakin kecil kerapatan oksigen nya.

Begitu juga dengan kelembaban udara, apabila terlalu lembab maka kandungan oksigen nya juga akan semakin kecil.

Yang dibutuhkan dari udara untuk proses pembakaran hanyalah oksigen, dan oksigen hanya terkandung didalam udara kering, maka dengan sendirinya kadar oksigen didalam udara sangat tergantung pada kadar uap air dalam udara. Apabila kadar uap air didalam udara tinggi, maka kadar oksigen nya akan rendah. Begitu juga sebaliknya. Dari pengertian itu dapat kita simpulkan bahwa:

Pd = Pa - Pw
Dimana,
Pd = Pressure dry (tekanan udara kering)
Pa = Pressure atmosfir (tekanan atmosfir)
Pw = Pressure wet (tekanan udara basah atau tekanan uap sebagian)

Tekanan atmosfir (Pa) dapat kita baca pada tool barometer, kelembaban relatif dapat kita baca dengan menggunakan tool hygrometer.
Kelembaban relatif (RH) dapat kita definisikan sebagai perbandingan antara tekanan uap sebagian (Pw) terhadap tekanan uap jenuh (Pg) pada temperatur yang sama dan dinyatakan dalam prosen. Dari pengertian diatas dapat kita buat formula:

RH = (Pw : Pg) x 100%
Dimana,
RH = Relatif humadity (kelembaban relatif)
Pw = Pressure wet (tekanan uap sebagian)
Pg = Tekanan uap jenuh

Sekarang untuk mencari nilai pw kita bisa menggunakan formula:

RH = (Pw : Pg) x 100%
Pw = Pg x RH

Artinya untuk mencari nilai Pw kita perlu mengetahui dulu nilai Pg / tekanan uap jenuh nya. Nilai tekanan uap jenuh dipengaruhi oleh temperatur udara disekitarnya. Besar nya nilai tekanan uap jenuh untuk setiap tingkatan temperatur dapat dilihat pada "tabel tekanan uap jenuh" dari buku thermodinamika teknik.

Apabila tidak memiliki tabel tekanan uap jenuh, kita bisa mencari nilai Pw dengan menggunakan "psychometric diagram". Diagram ini menghubungkan antara temperatur bola basah dengan temperatur bola kering. Kita masukan nila temperatur-temperatur tersebut kemudian garis yang saling berpotongan kita tarik ke nilai dari tekanan uap sebagian nya berapa.

Sebagai contoh,apabila diketahui kelembaban relatif (RH) 60% pada suhu 30 ºC, maka besarnya tekanan uap sebagian nya adalah:

RH = 60% = 0,60
t = 30 ºC

Dari tabel kita dapatkan bahwa pada RH 60% dan temperatur 30 ºC, tekanan uap jenuh (Pg) nya adalah 31,8428 mmHg.
Maka tekanan uap sebagian (Pw) nya dapat dicari sebagai berikut:

Pw = Pg x RH
Pw = 31,8428 x 0,60
Pw = 19,1058 mmHg.

Faktor koreksi

Formula dasar yang dipakai untuk koreksi tenaga engine adalah:



Dimana:
K = Faktor koreksi
Pa_s = Tekanan atmosfir (standar)
Pa = Tekanan atmosfir (aktual)
Pw_s = Tekanan uap sebagian (standar)
Pw = Tekanan uap sebagian (aktual)
273 = Konstanta untuk derajat kelvin
t_s = Temperatur (standar)
t = Temperatur (aktual)

Read More

Menghitung Tenaga Engine

Satuan tenaga yang umum digunakan dan sudah kita bahas pada posting sebelumnya, yaitu satuan HP dan PS.
Tenaga (power) = Kerja /satuan waktu
Kerja (work) = Gaya (force) x jarak (distance)

Pada komponen engine, gaya diwakili oleh beban (load), jarak diwakili dengan panjang (radius/ lengan pada dynamo meter, atau jarak titik pusat main journal terhadap titik pusat pin journal crankshaft), kemudian waktu diwakili oleh kecepatan (putaran per menit/ rpm).

Gaya dikali kecepatan pada engine dinyatakan sebagai torsi (torque), sehingga torsi dapat dinyatakan: Torsi = Gaya x Kecepatan
Maka tenaga engine bisa ditulis dengan formula: P = T x S
Dimana,
P = Power (tenaga)
T = Torque (torsi)
S = Speed (rpm)

Jika suatu poros (shaft) berputar satu kali dalam satu menit dapat dinyatakan bahwa poros tersebut berputar 360º/menit. Jika berputar 3/4 putaran dalam satu menit, maka dapat dinyatakan dengan 0,75 put/mnt. atau 270º /mnt.

Dapat dinyatakan dengan: 1 putaran = 360º = 2π radian

Apabila Speed/kecepatan 1 putaran / mnt = 2π x n/mnt............ atau dalam 1 putaran/dtk = 2π x n/60.

1 PS = 75 kgm/dtk
1 HP = 76,04 kgm/dtk

Karena kecepatan putaran engine biasa menggunakan putaran per menit (rpm), maka harus dirubah menjadi putaran per detik, sehingga menjadi:
P = T x S
P = T x 2π x n/mnt, menjadi:
P = T x 2π x n/60 ........ untuk menjadikan dalam satuan kgm/dtk.

Sehingga tenaga dalam satuan HP, didapat formula:
HP = (T x 2π x n)/(60 x 76,04)
HP = (2π : 4662,4) x T x n
HP = 0,001376 x T x n


Dalam satuan PS, didapat formula:
PS = (T x 2π x n)/(60 x 75)
PS = (2π : 4500) x T x n
PS = 0,001396 x T x n

Contoh penggunaan formula, jika diketahui dari grafik performance engine, engine tersebut mempunyai rated power sebesar 320 hp pada 2000 rpm, maka torque rated nya didapat:

HP = 0,001376 x T x n
HP rated = 0,001376 x Torque rated x n
320 = 0,001376 x T x 2000
Torque rated = 320 : ( 0,001376 x 2000)
Torque rated = 116 Kg.m

Read More

Terminology Pada Engine

Catatan piper comex kali ini membahas mengenai terminology umum yang biasa digunakan untuk menjelaskan fungsi dari engine maupun cara kerja dari sebuah engine.

1. Laws of mechanics: Istilah "laws of mechanics" atau hukum mekanik, menjelaskan mengenai pergerakan dari sebuah objek dan efek dari pergerakan objek tersebut.
2. Friction: Friction atau gesekan, adalah sesuatu yang menghambat pergerakan antara dua permukaan yang saling bersentuhan satu dengan lainnya. Friction mengakibatkan panas. Friction dan panas yang berlebihan adalah faktor terbesar yang menyebakan keausan dan kerusakan pada komponen engine.
3. Inertia: Inertia adalah kecenderungan pergerakkan dari suatu benda yang diam atau benda yang sedang bergerak dibuat menjadi diam.
4. Force: Force atau gaya adalah definisi dari sebuah dorongan atau tarikan awal, akhir atau perubahan gerak dari suatu benda. Engine menggunakan force untuk mengatasi inertia dan friction.
5. Pressure: Pressure atau tekanan adalah suatu ukuran dari force yang menekan per luas area. (P=F/A). Ada tiga cara untuk menciptakan pressure: menaikkan temperatur, mengurangi volume dan menghambat aliran. Beberapa sistem dan komponen dari "internal combustion engine" beroperasi dibawah atau membangkitkan tekanan spesifik. Pengetahuan dan pengukuran tekanan spesifik pada engine dapat menyediakan informasi yang baik mengenai kesehatan engine secara keseluruhan.
6. Power Output Terms: Tenaga engine menjelaskan keselarasan antara kualitas maupun jumlah dari karakteristik yang dapat dipercaya.
7. Torque: Torque atau torsi adalah efek putaran atau puntiran dari kombinasi gaya dengan gaya inertia yang menahan pergerakan. Torque juga adalah suatu ukuran dari kapasitas beban yang dapat dipikul oleh engine. Rumus dari Torque adalah: Torque (lb.ft) = (5252 * hp) : rpm. Semakin besar torque, semakin besar juga output kerja dari engine yang disediakan.
8. Torque rise: Torque rise adalah Kenaikkan dari torque yang terjadi ketika engine mengalami "lugged down" dari rpm rated. Kenaikkan torque ini terjadi hingga kenaikkan rpm tertentu, setelah itu torque turun secara mendadak. Torque maksimum dari engine disebut dengan "peak torque". Rumus untuk torque rise adalah: (rated torque - peak torque)/ peak torque * 100%.
9. Horse power: Horse power menjelaskan besarnya output kerja engine yang berhubungan dengan waktu, atau rata-rata kerja yang dihasilkan. Brake horse power adalah ketersediaan tenaga yang digunakan untuk kerja pada flywheel. Brake horse power adalah lebih kecil dari horse power sesungguhnya karena adanya energi yang digunakan untuk menggerakkan komponen engine. Rumus dari hose power adalah: rpm * torque (N.m) : 5252
10. Heat: Heat atau panas adalah bentuk dari energi yang dihasilkan oleh pembakaran. Energi panas dirubah menjadi energi mekanis oleh piston dan komponen engine lainnya untuk menghasilkan tenaga yang sesuai untuk kerja.
11. Bore: Bore adalah diameter dalam dari ukuran cylinder dalam satuan inches atau millimeter.
12. Stroke: Stroke adalah jarak langkah piston dari TDC ke BDC. Panjang dari stroke ditentukan oleh desain crankshaft. Stroke yang lebih panjang dapat menarik udara lebih banyak kedalam cylinder yang dapat menghasilkan tenaga yang lebih selama pembakaran.
13. Displacement: Displacement adalah volume total dari udara diatas piston yang bergerak dari BDC ke TDC. Secara umum, semakin tinggi displacement, semakin besar tenaga engine. Rumus untuk displacement adalah: Bore * Stroke * (luas alas * tinggi).
14. Compression Ratio: Compression ratio menjelaskan seberapa banyak udara yang dapat dikompres. Compression ratio adalah perbandingan antara volume dari combustion chamber saat piston posisi BDC dengan volume didalam cylinder saat piston posisi TDC. Rumus untuk compression ratio adalah: BDC volume / TDC volume.

Bore, stroke dan compression ratio adalah satu kesatuan desain pada suatu engine untuk menyediakan maksimum tenaga yang dihasilkan.

Demikian beberapa terminology pada engine yang sudah piper comex bahas, apabila masih ada beberapa istilah lain yang belum disinggung silahkan tuangkan dalam kolom komentar.
Terima kasih.

Read More

Apa itu Air-Fuel Ratio

Berapakah perbandingan udara dan bahan bakar agar terjadi pembakaran yang sempurna ? Setiap bahan bakar mempunyai karakteristik tersendiri. Antara bahan bakar bensin, diesel, metanol maupun lainnya memerlukan perbandingan udara-bahan bakar yang berbeda satu sama lainnya.

Campuran antara udara dan bahan bakar dinamai dengan "campuran" saja, sedangkan perbandingan berat udara (G_ud) dengan berat bahan bakar (G_bb) dalam campuran itu disebut dengan "perbandingan campuran" atau "perbandingan udara-bahan bakar" (Air-Fuel Ratio), yaitu: G_ud/G_bb. Dalam proses pembakaran sempurna bahan bakar hydrocarbon, C akan terbakar menjadi CO₂ dan H akan menjadi H₂O. Maka perbandingan dari berat minimum udara terhadap berat bahan bakar disebut dengan "perbandingan campuran teoritis". Sedangkan "perbandingan campuran" terhadap "perbandingan campuran teoritis" inilah yang dinamai dengan "factor kelebihan udara" atau "perbandingan kelebihan udara" atau "Exces Air-Fuel Ratio", dapat kita sederhanakan menjadi:

Excess air-fuel ratio = (perbandingan campuran) : (perbandingan campuran teoritis),
Sehingga dapat ditulis dengan formula:
Excess air-fuel ratio = (G_ud/G_bb) : (G_ud/G_bb teoritis)

Jika excess air-fuel ratio nilainya kecil, maka ini berarti bahwa bahan bakar yang dipakai terlalu banyak, atau kekurangan udara. Batas terendah nilai excess air-fuel ratio ditentukan oleh batas asapnya. Hal tersebut tergantung pada jenis bahan bakar yang digunakan. Jadi batas terendah excess air fuel ratio dapat berbeda beda, tetapi boleh dikatakan tidak pernah lebih rendah dari 1,1. Maka meskipun terdapat udara berlebihan, tetapi asap hitam juga masih bisa terjadi hal tersebut menunjukkan bahwa pencampuran dengan pusaran didalam ruang bakar tidak dapat berlangsung dengan baik.

Nilai perbandingan campuran teoritis

Misalkan bahan bakar yang digunakan adalah senyawa hydrocarbon yang diketahui data datanya sebagai berikut:

• 86% beratnya adalah carbon / C
• 14% beratnya adalah hydrocarbon / 2H₂ .
• Berat atom C adalah 12,011 g/mol
• Berat atom H adalah 1,008 g/mol. (lihat tabel periodic).

Persamaan pembakarannya adalah:

• C + O₂ = CO₂
  
• 2H₂ + O₂ = 2H₂O
  

Ini artinya bahwa untuk membakar 12,011 g Carbon diperlukan 1 mol O₂, dan untuk membakar 4,032 g (2 x 1,008 x 2) Hydrocarbon diperlukan 1 mol O₂.
Volume setiap 1 mol gas apapun pada kondisi 0ºC (273 K) dan 760 mm Hg (1 atm / sea level) adalah 22,41 Liter.

Udara terdiri atas 21% volume O₂ dan 79% volume N₂, lainnya 1%. Maka volume minimum udara yang diperlukan untuk membakar sempurna bahan bakar tersebut diatas adalah:

(komposisi atom C : berat atom C) x volume setiap 1 kmol gas x (voleme udara total : volume oksigen), menjadi: ((0,86/12,011) +( 0,14/4,032)) x 22,41x 100/21 = 11,35 .

Oleh karena berat 1 liter udara setara dengan 1.293 g, maka perbandingan campuran teoritis udara-bahan bakar menjadi: 11,35 x 1,293 = 14,68 g udara/g bahan bakar, artinya secara teoritis untuk membakar 1 g bahan bakar secara sempurna diperlukan 14,68 g udara, atau secara teoritis 1 gram bahan bakar memerlukan 14,68 gram udara agar bisa terbakar secara sempurna.

Lalu berapakah volume (liter) udara yang diperlukan untuk membakar secara sempurna 1 gram bahan bakar ?

Diketahui (dari table periodik) bahwa:
Berat atom N₂ adalah 14 g/mol
Berat atom O₂ adalah 16 g/mol
Sehingga massa relative dari udara (Mr air) dapat kita hitung sebagai berikut:
Mr air = komposisi N₂ + komposisi O₂
Mr air = 79% N₂ + 21% O₂
Mr air = (0,79 x 14 x 2) + (0,21 x 16 x 2)
Mr air = 22,12 + 6,72 = 28,84 g/mol

Setelah massa relative dari udara tersebut sudah kita ketahui sebesar 28,84 g/mol, maka kita dapat mencari volume udara dengan berat 14,68 gram dengan formula:

Volume udara = (Berat udara x 1 mol gas) : massa relatif udara
Volume udara = (14,68 g x 22,41 l) : 28,84 g/mol = 11,4 liter, atau dibulatkan sekitar 12 liter.

Read More

Apa itu Horse Power

Sebelum membahas apa itu horse power, mari kita bahas terlebih dahulu apa itu kerja dan tenaga.
Secara umum, ketika ada sebuah benda diam digerakkan/dipindahkan pada jarak (distance) tertentu dengan menggunakan gaya (force) tertentu pula, maka hasil dari kedua hal tersebut (jarak dan gaya) dinamakan dengan “kerja” (work).
Dari keterangan tersebut, kerja dapat didefinisikan melalui formula berikut ini:
Kerja = Gaya x Jarak
W = F x D

dimana:
W = Work
F = Force
D = Distance

Sedangkan ketika "waktu" (time) dikenakan atau diperhitungkan pada suatu kerja, maka hal ini dinamakan dengan “tenaga” atau sering disebut juga dengan “power”. Sebuah mesin dengan tenaga yang besar dapat melakukan kerja dalam waktu yang singkat, sebaliknya sebuah mesin dengan tenaga yang kecil dapat melakukan kerja tersebut dengan waktu yang lebih panjang.

Tenaga dapat diformulasikan sebagai berikut:
Tenaga = Kerja : Waktu
P = W : t
P = F x D / t
Dimana:
P = Power
t = Time

Sekarang mari kita hubungkan dengan istilah horsepower. Dalam bahasa Indonesia "horse power" berarti “tenaga kuda atau daya kuda”. Istilah horsepower sendiri pertama kali dikemukakan oleh seorang insinyur yang bernama James Watt (1736-1819). Ia cukup terkenal dalam bidang pengembangan mesin uap (steam engine). Pada tahun 1782 Ia melakukan suatu uji coba terhadap seekor kuda pony yang bekerja untuk mengangkut batubara pada sebuah pertambangan. James Watt memilki keinginan untuk mengetahui berapa besarnya kekuatan yang dimilki oleh kuda tersebut. Dari hasil uji coba ternyata diketahui bahwa rata-rata seekor kuda pony mampu mengangkut beban seberat 22.000 foot-pound dalam setiap satu menit. Kemudian Ia menaikkan lagi angka tersebut hingga 50%, dan menetapkan bahwa besarnya ukuran 1 “tenaga kuda” (“horsepower“) adalah 33.000 foot-pound dalam satu menit. Hasil ketetapan tersebut hingga saat ini masih digunakan untuk menentukan standar dari sebuah kemampuan suatu alat (misal: truck, bus, mobil, dan lain-lain).

Dari ilustrasi gambar diatas, dapat dikatakan bahwa seekor kuda akan mengeluarkan tenaga sebesar 1 horse power untuk dapat menarik beban seberat 33.000 ponds setinggi 1 feet dalam waktu 1 menit, atau dengan beban seberat 330 pounds dapat ditarik setinggi 100 feet dalam waktu 1 menit.

Sampai saat ini standar satuan Hp (horse power) digunakan pada system imperial (Britis). Sedangkan untuk system metric, digunakan satuan PS (Jerman : pferde starke = horse strength)) . Satuan PS inilah yang paling umum digunakan.

Horse power menurut standar British sama dengan yang telah dikemukakan oleh James Watt. Berikut ini adalah satuan horse power menurut British horse power.

1 HP = 33.000 ft.lb/ min
1 HP = 550 ft.lb/ sec
1 HP = 550 x 0,3048 x 0,4536 m.kg/ sec
1 HP = 76,04 kg.m/ sec
1 HP = 76,04 x 9,81 kg.m2/ s3
1 HP = 745,69 Watt

Dimana:
1 menit = 60 detik (s)
1 ft. = 0,3048 m
1 lb. = 0,4536 kg
g = 9,81 m/s2
1 W = 1 j/s = 1 n/s = 1 (kg.m/s2).(m/s)

Sedangkan horse power menurut standar Metric horse power, diartikan sebagai berikut:
1 PS adalah gaya yang dibutuhkan untuk menggerakkan benda seberat 75 kg sejauh 1 meter dalam waktu 1 detik.
1 PS = 75 kg.m/s
1 PS = 735,5 W

British horse power digunakan di negara Inggris dan persemakmurannya, sedangkan Metric horse power diawali penggunaannya di negara Jerman pada abad ke 19 dan menjadi populer hingga menyebar keseluruh kawasan Eropa dan Asia.
Beberapa variasi satuan digunakan untuk mengartikan definisi dari Metric horse power ini, diantaranya:
pk = paarden kracht (Belanda)
hk = hastkraft (Swedia)
hv = hevosvoima (Finlandia)
dk = daya kuda (Indonesia)
Yang kesemuanya, berarti "horse power" dalam bahasa Inggris. Satuan-satuan tersebut mempunyai besaran yang sama dengan PS.

Read More

Siklus 2-Langkah Motor Bakar Piston

Setelah pada pada postingan sebelumnya sudah kita bahas mengenai siklus 4-langkah motor bakar piston, kali ini kita akan membahas siklus 2-langkah motor bakar piston. Siklus 2-langkah motor bakar piston ini lebih banyak digunakan pada motor bensin, walaupun ada juga motor diesel yang menggunakannya.

Motor bakar piston yang melengkapi siklusnya cukup dengan gerakan piston sepanjang TMA-TMB-TMA termasuk golongan motor 2-langkah.

Pada motor bakar piston yang lajim, yaitu motor bakar piston yang mempergunakan batang penggerak (connecting rod) dan poros engkol (crankshaft), gerak piston TMA-TMB-TMA itu memutar poros engkol satu kali (360 derajat sudut engkol). Karena itu motor 4-langkah adalah motor bakar piston yang melengkapi siklusnya (dengan satu kali pembakaran) selama dua putaran poros engkol.

Kebanyakan motor bakar piston bekerja dengan siklus 4-langkah. Siklus 4-langkah sudah dipergunakan sejak tahun 1876, yaitu pada waktu Dr. N.A. Otto berhasil membuat motor bakar piston dengan siklus 4-langkah yang pertama. Pada waktu itu motor bakar piston yang bekerja dengan siklus 4-langkah dinamai Motor Otto. Pada motor Otto campuran bahan bakar - udara dinyalakan oleh loncatan api listrik atau benda pijar; proses pembakaran berlangsung pada waktu piston berada disekitar TMA. Motor Diesel juga dapat mempergunakan siklus 4-langkah; akan tetapi oleh karena sistem penyalaannya berbeda, motor Diesel tidak termasok golongan motor Otto.

Pada siklus 2-langkah motor bakar piston, Ketika piston naik menuju TMA untuk melakukan kompresi maka katup hisap terbuka dan masuklah campuran bahan bakar dan udara, sehingga dalam satu gerakan piston dari TMB ke TMA menjalankan dua langkah sekaligus yaitu kompresi dan isap, saat sesaat sebelum piston mencapai TMA maka busi menyala, gas campuran meledak dan memaksa piston kembali bergerak ke bawah menuju TMB. Gerakan piston yang ini disebut langkah ekspansi. Namun sembari piston melakukan langkah ekspansi atau usaha, sesungguhnya juga melakukan langkah buang melalui katup buang. Hal ini bisa terjadi karena gas hasil pembakaran terdorong keluar akibat campuran bahan bakar dan udara baru yang juga masuk dari sisi kanan dinding silinder.

Langkah Masuk (Intake)

Campuran bahan bakar - udara dihisap masuk ke dalam rumah engkol akibat tekanan vakum yang terjadi pada saat piston bergerak ke atas.

Langkah Penyaluran (Transfer/Exhaust):

Pada saat mendekati posisi TMB, saluran masuk terbuka dan campuran bahan bakar - udara masuk ke dalam silinder. Pada saat yang sama masuknya campuran bahan bakar dan udara tersebut mendorong sisa hasil pembakaran keluar melalui saluran pengeluaran pada sisi yang berlawanan dari lubang pemasukan.

Langkah Tekan (Compression):

Selanjutnya piston bergerak ke atas dan menekan campuran bahan bakar - udara. (pada saat yang sama terjadi langkah masuk yang berikutnya di bagian bawah piston).

Langkah Tenaga (Power):

Pada saat mendekati posisi TMA busi akan menyala dan menyundut campuran bahan bakar - udara sehingga terjadi pembakaran yang mendorong piston ke bawah.

Read More

Siklus 4-Langkah Motor Bakar Piston

Proses pembakaran didalam motor bakar piston terjadi secara periodik.

Sebelum terjadi proses pembakaran berikutnya, terlebih dahulu gas pembakaran yang sudah tidak dapat dipergunakan harus dikeluarkan dari dalam silinder.

Kemudian silinder diisi dengan dengan campuran bahan bakar dan udara segar (pada motor bensin, pada motor diesel hanya udara saja yang masuk)) yang berlangsung ketika piston didalam silinder bergerak dari TMA (titik mati atas) menuju ke TMB (titik mati bawah). Pada saat itu katup isap (valve intake) terbuka, sedangkan katup buang (valve exhaust) dalam keadaan tertutup.

Melalui katup isap, campuran bahan bakar-udara terhisap masuk kedalam silinder. Peristiwa ini disebut langkah isap.

Setelah Mencapai TMB, torak bergerak kembali ke TMA, sementara katup isap dan katup buang dalam keadaan tertutup. Campuran bahan bakar-udara yang terisap tadi kini terkurung didalam silinder dan dimampatkan (ditekan) oleh piston yang bergerak menuju TMA. Volume campuran bahan bakar-udara itu menjai kecil dan karena itu tekanan dan temperaturnya naik hingga campuran itu mudah terbakar. Proses pemampatan ini disebut langkah kompresi, yaitu ketika piston bergerak dati TMB menuju TMA dan kedua katup dalam keadaan tertutup.

Pada saat piston hampir mencapai TMA campuran bahan bakar-udara segar itu dinyalakan (atau disemprotkanlah bahan bakar berupa kabut kedalam silinder (pada motor diesel)); terjadilah proses pembakaran sehingga tekanan dan temperaturnya naik. Sementara itu piston masih bergerak menuju TMA, berarti volume ruang bakar menjadi semakin kecil sehingga tekanan dan temperatur gas didalam silinder menjadi semakain tinggi. Akhirnya piston mencapai TMA dan gas pembakaran mampu mendorong piston untuk bergerak kembali dari TMA ke TMB. Sementara itu, baik katup isap maupun katup buang masih tetap dalam keadaan tertutup. Selama piston bergerak dari TMA ke TMB, yang merupakan langkah kerja atau langkah ekspansi, volume gas pembakaran didalam silinder bertambah besar dan karena itu tekanannya menjadi turun.

Apabila piston telah mencapai TMB, katup buang sudah terbuka sedangkan katup isap tetap tertutup. Piston bergerak kembali ke TMA mendesak gas pembakaran keluar dari dalam silinder melalui saluran buang. Proses pengeluaran gas pembakaran ini dinamai langkah buang. Setelah langkah buang selesai, siklus dimulai lagi dari langkah isap dan seterusnya. Suatu siklus dikatakan lengkap apabila keempat langkah itu terlaksana, yaitu langkah isap, langkah tekan, langkah kerja dan langkah buang. Didalam satu siklus itu piston bergerak sepanjang TMA-TMB-TMA-TMB-TMA. Motor bakar piston yang bekerja dengan siklus lengkap seperti ini termasuk golongan motor 4-langkah. Apakah perbedaannya dengan motor 2-langkah ? ikuti pembahasan berikutnya..... 

Read More

Penggolongan Mesin Kalor

Penggolongan Mesin Kalor seperti yang sudah kita bahas sebelumnya, adalah dibagi dua, yaitu:

1. Motor Bakar Luar (External Combustion Engine)
2. Motor Bakar Dalam (Internal Combustion Engine)

Berikut tabel penggolongan dari mesin kalor mulai dari jenis kelompoknya, jenis gerakannya, daya mesin yang dihasilkan, penggunaannya sampai status akhir (Tahun 1970).


Tabel penggolongan mesin kalor

Golongan	Kelompok Jenis	Gerak	Daya Mesin*	Penggunaannya yang khas	Status (Thn.1970)
Motor Bakar Luar (External Combustion Engine	Mesin Uap Torak	Translasi	K & S	Lokomotif	Tidak biasa
	Turin Uap	Rotasi	S & B	Pusat tenaga listrik, Kapal laut	Aktif
	Mesin Udara Panas	Translasi	K	Tidak ada	Tidak digunakan lagi
	Turbin Gas siklus tertutup	Rotasi	S & B	Pusat tenaga listrik, Kapal laut	Eksprimen (tidak banyak)
Motor Bakar Dalam (Internal Combustion Engine)	Motor Bensin	Translasi, rotasi (motor wankel)	K & S	Kendaraan jalan darat, kapal laut kecil, industry, pesawat terbang	Aktif
	Motor Diesel	Translasi	K & S	Kendaraan darat, industry, lokomotif, kapal laut, pusat tenaga listrik	Aktif
	Motor Gas	Translasi	K & S	Industri, pusat tenaga listrik	Aktif
	Turbin Gas	Rotasi	S & B	Pusat tenaga listrik, pesawat terbang	Aktif
	Propulsi Pancar Gas	Rotasi	S & B	Pesawat Terbang	Aktif

 * K = Kecil, dibawah 1000 kW
    S = Sedang, antara 1000 - 10.000 kW
    B = Besar, diatas 10.000 kW

Read More